JP2001200392A - Plating device - Google Patents

Plating device

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JP2001200392A
JP2001200392A JP2000011125A JP2000011125A JP2001200392A JP 2001200392 A JP2001200392 A JP 2001200392A JP 2000011125 A JP2000011125 A JP 2000011125A JP 2000011125 A JP2000011125 A JP 2000011125A JP 2001200392 A JP2001200392 A JP 2001200392A
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JP
Japan
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wafer
cathode electrode
plating
shield plate
plating apparatus
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Application number
JP2000011125A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Tachibana
裕昭 橘
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To assure the high intra-surface uniformity of a plating film thickness with a plating device which rotates a wafer. SOLUTION: The wafer 1 is mounted at a rotary terminal board (not shown in Figure) holding cathode electrodes 3, is immersed into a plating liquid so as to face anode electrodes (not shown in Figure) and rotates in the plating liquid. Shielding plates 5 for shielding the neighborhood of contact points 4 of the cathode electrodes are fastened to the cathode electrodes 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、めっき装置に関
し、特にダマシン( damascene)構造の配線を有する半
導体装置を製造するのに適しためっき装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plating apparatus, and more particularly to a plating apparatus suitable for manufacturing a semiconductor device having a wiring having a damascene structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の微細化、高密度化が進
行したことにより配線幅も0.2μm以下と極めて微細
に形成されるようになってきている。このように微細化
された配線では従前より広く採用されてきたAl系材料
では、配線抵抗が高くなりまたエレクトロマイグレーシ
ョン耐性が不足することから、配線材料としてより固有
抵抗の低くかつよりエレクトロマイグレーション耐性の
高いCuが採用されるようになってきている。而して、
Cu膜は、Al膜のようにフォトリソグラフィにより容
易にパターニングすることができないので、Cuを配線
材料として採用する場合には配線を絶縁膜中に埋め込む
ダマシン法により形成することが一般に行われている。
2. Description of the Related Art As semiconductor integrated circuits have become finer and higher in density, wiring widths have become extremely fine, less than 0.2 μm. Since the Al-based material, which has been widely used in the miniaturized wiring as described above, has a high wiring resistance and insufficient electromigration resistance, the wiring material has a lower specific resistance and a lower electromigration resistance as a wiring material. High Cu is being adopted. Thus,
Since a Cu film cannot be easily patterned by photolithography like an Al film, when Cu is used as a wiring material, a wiring is generally formed by a damascene method of embedding a wiring in an insulating film. .

【0003】図5は、ダマシン法による配線の形成方法
の一例を示す工程順断面図である。以下、同図を参照し
てダマシン構造の配線の形成方法について簡単に説明す
る。半導体基板(図示なし)上に形成された第1層間絶
縁膜101上に第1層配線102を形成する〔図5
(a)〕。次に、全面に第1埋め込み絶縁膜103を堆
積し〔図5(b)〕、CMP(chemical mechanical po
lishing )法などにより第1層配線102上の絶縁膜を
除去する〔図5(c)〕。次に、第2層間絶縁膜104
を堆積し、第1層配線上にビアホールを開孔した後スパ
ッタ法等によりバリアメタルとCuを堆積して第1下地
金属層105を形成する〔図5(d)〕。次に、電解め
っき法により第1Cuめっき層106を成膜した〔図5
(a)〕後、CMP法などによりビアホール内のみにC
uめっき層を残して導電性プラグ107を形成する〔図
5(f)〕。
FIG. 5 is a cross-sectional view in the order of steps showing an example of a method of forming a wiring by a damascene method. Hereinafter, a method of forming a wiring having a damascene structure will be briefly described with reference to FIG. A first layer wiring 102 is formed on a first interlayer insulating film 101 formed on a semiconductor substrate (not shown) [FIG.
(A)]. Next, a first buried insulating film 103 is deposited on the entire surface [FIG.
The insulating film on the first layer wiring 102 is removed by a lithing method (FIG. 5C). Next, the second interlayer insulating film 104
Is deposited, a via hole is formed on the first layer wiring, and then a barrier metal and Cu are deposited by a sputtering method or the like to form a first base metal layer 105 (FIG. 5D). Next, a first Cu plating layer 106 was formed by electrolytic plating [FIG.
(A)] After that, the C
The conductive plug 107 is formed leaving the u-plated layer [FIG. 5 (f)].

【0004】次に、第2埋め込み絶縁膜108を形成
し、これに配線溝を形成した後スパッタ法等によりバリ
アメタルとCuを堆積して第2下地金属層109を形成
する〔図5(g)〕。電解めっき法により第2Cuめっ
き層110を堆積した〔図5(h)〕後、CMP法など
により配線溝内のみにCuめっき層を残して第2層配線
111を形成する〔図5(i)〕。以上説明したよう
に、ダマシン法による配線を形成する場合には、下地金
属層を形成しその上にCuめっき層を形成する工程が1
ないし複数回行われる。
Next, a second buried insulating film 108 is formed, a wiring groove is formed in the second buried insulating film 108, and then a barrier metal and Cu are deposited by a sputtering method or the like to form a second base metal layer 109 [FIG. )]. After depositing the second Cu plating layer 110 by electrolytic plating [FIG. 5 (h)], the second layer wiring 111 is formed by leaving the Cu plating layer only in the wiring groove by CMP or the like [FIG. 5 (i)]. ]. As described above, when forming a wiring by the damascene method, the step of forming a base metal layer and forming a Cu plating layer thereon is one step.
Or multiple times.

【0005】図6は、従来のCuめっき装置の概略の構
成を示す断面図である。表面に下地金属層2が形成され
たウエハ1は回転端子板6上に搭載される。回転端子板
6にはウエハ1上の下地金属層2に接触点4にて接触し
てこれに給電を行うカソード電極3が複数個植設されて
いる。回転端子板6はウエハ1を保持した状態で、めっ
き液が充填されためっき槽7上に配置される。めっき槽
7のめっき液は、めっき液導入管8により供給され、排
出管9により装置外に排出される。めっき槽内のウエハ
1と対向する位置にはアノード電極10が配置され、ア
ノード電極10とウエハ1との間には整流板11が設け
られている。また、アノード電極11とウエハ1間に
は、ウエハ1の周辺部を覆うシールド板5Aが設けられ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a schematic structure of a conventional Cu plating apparatus. The wafer 1 having the base metal layer 2 formed on the surface is mounted on the rotating terminal plate 6. A plurality of cathode electrodes 3 that are in contact with the underlying metal layer 2 on the wafer 1 at the contact points 4 and supply power thereto are planted on the rotating terminal plate 6. The rotating terminal plate 6 is placed on a plating tank 7 filled with a plating solution while holding the wafer 1. The plating solution in the plating tank 7 is supplied by a plating solution introduction pipe 8 and discharged out of the apparatus by a discharge pipe 9. An anode electrode 10 is arranged at a position facing the wafer 1 in the plating tank, and a rectifying plate 11 is provided between the anode electrode 10 and the wafer 1. Further, between the anode electrode 11 and the wafer 1, a shield plate 5A that covers a peripheral portion of the wafer 1 is provided.

【0006】図7は、図6に示すウエハ部分を下から見
た平面図である。同図において、図6において用いた参
照番号と同一番号を用いているので、重複する説明は省
略するが、図7に示されるように、シールド板5Aはド
ーナツの形状をしてウエハ2の周辺部を覆っている。な
お、シールド板5Aはプラスチックなどの誘電体からな
り、カソード電極と下地金属層との接触部付近を遮蔽し
て、電界が集中するカソード電極との接触部近傍に過度
に厚いめっき膜が形成されることのないようにするため
に設けられたものである。
FIG. 7 is a plan view of the wafer portion shown in FIG. 6 as viewed from below. In this figure, the same reference numerals as those used in FIG. 6 are used, and therefore duplicate explanations are omitted. However, as shown in FIG. 7, the shield plate 5A has a donut shape and Cover the part. The shield plate 5A is made of a dielectric material such as plastic and shields the vicinity of the contact portion between the cathode electrode and the underlying metal layer, so that an excessively thick plating film is formed near the contact portion with the cathode electrode where the electric field is concentrated. It is provided in order to prevent the situation.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路のダマ
シン配線については、配線抵抗の面内均一性が求められ
ており、そのためにはCMP後のCu配線膜厚の面内均
一性を確保することが必要であり、従ってCMPの前工
程に当たるCuめっき膜の面内膜厚均一性の向上が望ま
れている。しかしながら、上述した従来のめっき装置で
は十分なめっき膜厚面内均一性を確保することはできな
かった。その理由を以下に説明する。
In the case of damascene wiring of a semiconductor integrated circuit, in-plane uniformity of wiring resistance is required. To this end, it is necessary to ensure in-plane uniformity of Cu wiring film thickness after CMP. Therefore, it is desired to improve the in-plane film thickness uniformity of the Cu plating film which is a pre-process of CMP. However, the conventional plating apparatus described above cannot ensure sufficient in-plane uniformity of plating film thickness. The reason will be described below.

【0008】図8は、めっき成膜中に下地金属層2表面
に現れる等電位線を模式的に示した図である。めっき成
膜中において、下地金属層2表面には、図8に示すよう
に、下地金属層は、カソード電極と下地金属層との接触
点4を極大値とする電位分布をもつ。これは、下地金属
層2の有する電気抵抗に起因し、接触点4からの距離に
ほぼ比例した電圧降下が生じるためである。而して、電
流密度の一様な電場においては、下地金属層2上の各点
における成膜レートは、その位置での電位に依存し、電
位の低い位置ほど成膜レートは大きい。従って、接触点
4に近い位置ほど成膜レートが大きく、膜厚も厚くな
る。
FIG. 8 is a view schematically showing equipotential lines appearing on the surface of the underlying metal layer 2 during plating film formation. During the plating film formation, as shown in FIG. 8, on the surface of the base metal layer 2, the base metal layer has a potential distribution in which the contact point 4 between the cathode electrode and the base metal layer has a maximum value. This is because the electrical resistance of the underlying metal layer 2 causes a voltage drop substantially proportional to the distance from the contact point 4. Thus, in an electric field having a uniform current density, the deposition rate at each point on the base metal layer 2 depends on the potential at that position, and the deposition rate is higher at a lower potential. Therefore, as the position is closer to the contact point 4, the film forming rate is larger and the film thickness is larger.

【0009】そこで、従来例においてはアノード電極−
ウエハ間にシールド板5Aを配置して電位分布の偏差に
起因する成膜レートの偏差を緩和しているが、従来例で
はシールド板5Aはめっき槽側に固定されていたため、
ドーナツ状の形状にせざるを得なかった。そのため、電
位の低いA点は遮蔽されるものの電位が十分に高くなっ
ていないB点は遮蔽されておらず、ここに厚いめっき膜
が成膜されることになる。また、C点は電位が十分に高
いにも係わらず遮蔽されてしまうため膜厚が不足するこ
とになる。B点の膜厚を薄くするためにシールド板の開
口を狭くしてB点上をも遮蔽するようにした場合には、
電位の高いD点をも遮蔽されてしまうため、膜厚が不足
する領域は拡大してしまう。本発明の課題は、上述した
従来技術の問題点を解決することであって、その目的
は、回転するウエハ上に面内均一性高くめっき層を形成
できるようにすることである。
Therefore, in the conventional example, the anode electrode
Although the shield plate 5A is arranged between the wafers to reduce the deviation of the film formation rate due to the deviation of the potential distribution, in the conventional example, the shield plate 5A is fixed to the plating tank side.
I had to make it a donut shape. Therefore, point A having a low potential is shielded, but point B where the potential is not sufficiently high is not shielded, and a thick plating film is formed here. In addition, point C is shielded in spite of the sufficiently high potential, so that the film thickness becomes insufficient. In the case where the opening of the shield plate is narrowed to reduce the film thickness at the point B so as to cover the point B as well,
Since the point D having a high potential is also shielded, the region where the film thickness is insufficient expands. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional technique, and an object of the present invention is to enable a plating layer to be formed with high in-plane uniformity on a rotating wafer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、めっき液を収容するめっき槽と、
少なくともウエハ表面が前記めっき液に接するようにウ
エハを保持する、回転可能な回転端子板と、前記回転端
子板に保持され、前記ウエハに接触してこれに対して給
電を行う複数のカソード電極と、前記回転端子板に対向
して前記めっき液中に配置されたアノード電極と、ウエ
ハと前記カソード電極との接触点およびその周辺部を遮
蔽するように設けられたシールド板と、を有するめっき
装置であって、前記シールド板は前記回転端子板または
前記カソード電極に固着されていることを特徴とするめ
っき装置、が提供される。そして、好ましくは、前記シ
ールド板の内側外周部には外周縁部に添って開口または
スリットが形成されている。
To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a plating tank containing a plating solution,
A rotatable rotary terminal plate that holds the wafer so that at least the wafer surface is in contact with the plating solution, and a plurality of cathode electrodes that are held by the rotary terminal plate and contact the wafer to supply power thereto. A plating apparatus comprising: an anode electrode disposed in the plating solution so as to face the rotating terminal plate; and a shield plate provided to shield a contact point between a wafer and the cathode electrode and a peripheral portion thereof. Wherein the shield plate is fixed to the rotating terminal plate or the cathode electrode. Preferably, an opening or a slit is formed in the inner peripheral portion of the shield plate along the outer peripheral edge.

【0011】[作用]本発明によれば、アノード電極よ
りめっき成膜面を遮蔽するシールド板は、カソード電極
またはウエハを保持する回転端子板上に固着される。そ
のため、カソード電極の接触点付近を集中的に遮蔽しか
つ遮蔽の不要な部分を遮蔽しなくても済むようになるの
で、めっき膜厚の面内均一性を向上させることができ
る。また、シールド板の内側外周部に開口やスリットを
設けるようにした場合にはめっき膜厚の均一性を一層高
めることができる。
[Operation] According to the present invention, the shield plate for shielding the plating film-forming surface from the anode electrode is fixed on the rotating terminal plate for holding the cathode electrode or the wafer. For this reason, the vicinity of the contact point of the cathode electrode is intensively shielded and unnecessary portions need not be shielded, so that the in-plane uniformity of the plating film thickness can be improved. Further, when an opening or a slit is provided on the inner peripheral portion of the shield plate, the uniformity of the plating film thickness can be further improved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て実施例に即して図面を参照して説明する。図1は、本
発明の第1の実施例を示す、ウエハロード後のカソード
電極付近の下面図と断面図である。めっき装置の全体の
構成は、シールド板5の構成を除いて図6に示した従来
例の場合と同様である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a bottom view and a sectional view showing the vicinity of a cathode electrode after wafer loading, showing a first embodiment of the present invention. The entire configuration of the plating apparatus is the same as that of the conventional example shown in FIG. 6 except for the configuration of the shield plate 5.

【0013】ウエハ1上には、Cuを析出させるに必要
な電位を与えるために、導電性を有するCu層を含む下
地金属層2がスパッタ法などにより形成されている。ウ
エハ1が、図示されたように本実施例のCuめっき装置
にロードされた時、4本のカソード電極3が下地金属層
2とそれぞれ接触点4にて接触する。カソード電極3
は、通常、Cuめっき液に対する耐性や、導電性、安定
性を加味して、PtやTi等により形成される。個々の
接触点4からウエハ1と垂直方向に一定の距離だけ離れ
た位置を基点に、ウエハ1と平行平面かつ同心円状に広
がりをもつシールド板5が各々のカソード電極3に固着
されている。
On the wafer 1, an underlying metal layer 2 including a conductive Cu layer is formed by a sputtering method or the like in order to give a potential necessary for depositing Cu. As shown, when the wafer 1 is loaded into the Cu plating apparatus of the present embodiment, the four cathode electrodes 3 contact the underlying metal layer 2 at the contact points 4 respectively. Cathode electrode 3
Is usually formed of Pt, Ti, or the like in consideration of resistance to a Cu plating solution, conductivity, and stability. Shield plates 5 extending in a plane parallel to the wafer 1 and concentrically spread are fixed to the respective cathode electrodes 3 starting from positions that are separated from the respective contact points 4 by a certain distance in the vertical direction with respect to the wafer 1.

【0014】Cuめっき膜の面内膜厚分布が最適となる
シールド板5の広がりの大きさは、Cuめっき装置固有
の電極間距離や、使用プロセスに応じた電流密度等の成
膜条件により異なるため、複数サイズのシールド板が交
換可能に用意されていることが望ましい。ただし、ウエ
ハ1平面の垂直方向から見てウエハ1と重なりをもたな
い部分に関しては、ウエハ上の成膜レートにほとんど関
与していないため、シールド板5のウエハ外の広がりは
なくてもよい。また、シールド板5の材料は、ポリプロ
ピレンや塩化ビニル等、耐薬品性を有し、かつCuの析
出が生じない非金属が望ましい。
The extent of the spread of the shield plate 5 at which the in-plane film thickness distribution of the Cu plating film is optimal varies depending on film forming conditions such as the electrode-to-electrode distance unique to the Cu plating apparatus and the current density according to the process used. Therefore, it is desirable that shield plates of a plurality of sizes be prepared so as to be exchangeable. However, since the portion that does not overlap with the wafer 1 when viewed from the vertical direction of the wafer 1 plane hardly contributes to the film formation rate on the wafer, the shield plate 5 does not need to spread outside the wafer. . The material of the shield plate 5 is desirably a nonmetal such as polypropylene or vinyl chloride which has chemical resistance and does not cause precipitation of Cu.

【0015】図2は、本発明の第2の実施例を示す、ウ
エハロード後のカソード電極付近の下面図と断面図であ
る。図2において、図1に示した第1の実施例の部分と
同等の部分には同一の参照番号が付せられているので、
重複する説明は省略する。本実施例の図1に示した第1
の実施例と相違する点は、カソード電極3が4本から8
本に増えたこととウエハ1の周辺部が切れ目なくすべて
シールド板5によって遮蔽されるようになった点であ
る。本実施例によれば、カソード電極が増えたことによ
り、下地金属層2上の電位の偏差を少なくすることがで
きその分めっき膜厚の偏差を少なくすることができる。
また、ウエハの周辺部の全てが遮蔽されたことにより、
第1の実施例と同様の効果が期待できる外、ウエハ1の
外周部に生じる電流密度集中を同時に防止することが可
能となり、より良好な膜厚面内分布を得ることができ
る。
FIG. 2 is a bottom view and a sectional view showing the vicinity of a cathode electrode after wafer loading, showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals are given to the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
Duplicate description will be omitted. The first embodiment shown in FIG.
The point different from the embodiment of the present invention is that the number of cathode electrodes 3 is four to eight.
The point is that the number of books increases, and the peripheral portion of the wafer 1 is completely shielded by the shield plate 5. According to this embodiment, since the number of cathode electrodes is increased, the deviation of the potential on the underlying metal layer 2 can be reduced, and the deviation of the plating film thickness can be reduced accordingly.
In addition, the entire periphery of the wafer is shielded,
In addition to expecting the same effects as in the first embodiment, it is also possible to simultaneously prevent the current density from being concentrated on the outer peripheral portion of the wafer 1, and to obtain a better film thickness in-plane distribution.

【0016】図3は、本発明の第3の実施例を示す、ウ
エハロード後のカソード電極付近の下面図である。図3
において、図1に示した第1の実施例の部分と同等の部
分には同一の参照番号が付せられているので、重複する
説明は省略する。本実施例の図1に示した第1の実施例
と相違する点は、シールド板5が連続した1枚の板とな
ってウエハ1の周辺部を切れ目なく遮蔽するようにした
点と、シールド板5の接触点4から離れた点に複数の開
口5aが形成されている点である。本実施例によれば、
ウエハの周辺部を完全に遮蔽するようにしたことによ
り、第2の実施例と同様に、ウエハ1の外周部に生じる
電流密度集中を同時に防止することができる。また、シ
ールド板5に開口5aを設けたことにより、電流密度を
より正確に均一化することが可能になり、めっき膜厚の
面内均一性をより高めることができる。
FIG. 3 is a bottom view showing the vicinity of a cathode electrode after wafer loading according to a third embodiment of the present invention. FIG.
In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same parts as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and the duplicate description will be omitted. The difference between the present embodiment and the first embodiment shown in FIG. 1 is that the shield plate 5 is a single continuous plate to shield the peripheral portion of the wafer 1 without a break. This is a point where a plurality of openings 5 a are formed at points away from the contact points 4 of the plate 5. According to the present embodiment,
By completely shielding the peripheral portion of the wafer, it is possible to simultaneously prevent the current density from being concentrated on the outer peripheral portion of the wafer 1 as in the second embodiment. In addition, the provision of the openings 5a in the shield plate 5 makes it possible to more accurately equalize the current density and to further improve the in-plane uniformity of the plating film thickness.

【0017】図示した例では、開口5aは、接触点4か
ら離れるにつれて密度が高くなるように形成されている
が、開口の密度を同じにして接触点4から遠い位置の開
口の径を大きくするようにしてもよい。また、開口を形
成するのに代えて、接触点を中心とした同心円状のスリ
ットを1ないし複数本形成するようにしてもよい。そし
て、複数本のスリットを形成した場合には、接触点4か
ら離れたスリットの幅ほど大きくなるようにすることが
好ましい。
In the illustrated example, the opening 5a is formed so that the density increases as the distance from the contact point 4 increases, but the diameter of the opening farther from the contact point 4 is increased by keeping the density of the openings the same. You may do so. Instead of forming the opening, one or more concentric slits centered on the contact point may be formed. When a plurality of slits are formed, it is preferable to increase the width of the slit as the distance from the contact point 4 increases.

【0018】図4は、本発明の第4の実施例を示す、ウ
エハロード後のカソード電極付近の下面図と断面図であ
る。図4において、図1に示した第1の実施例の部分と
同等の部分には同一の参照番号が付せられているので、
重複する説明は省略する。本実施例の図1に示した第1
の実施例と相違する点は、アノード電極(図示なし)と
カソード電極3との間に、めっき槽に固定されたシール
ド板5Aが追加された点である。本実施例によれば、追
加されたシールド板5Aによってウエハの周辺部の全て
を遮蔽することが可能になり、第2、第3の実施例と同
様に、ウエハ1の外周部に生じる電流密度集中を同時に
防止することが可能になる。また、カソード電極3を遮
蔽したことにより、カソード電極におけるめっき成膜を
抑制することが可能になる。
FIG. 4 is a bottom view and a sectional view showing the vicinity of a cathode electrode after wafer loading, showing a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
Duplicate description will be omitted. The first embodiment shown in FIG.
The difference from this embodiment is that a shield plate 5A fixed to a plating tank is added between an anode electrode (not shown) and a cathode electrode 3. According to the present embodiment, it is possible to shield the entire peripheral portion of the wafer with the added shield plate 5A, and the current density generated on the outer peripheral portion of the wafer 1 as in the second and third embodiments. Concentration can be prevented at the same time. Further, since the cathode electrode 3 is shielded, it is possible to suppress plating film formation on the cathode electrode.

【0019】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能
なものである。例えば、実施例では、シールド板をカソ
ード電極の接触点近くに固着していたが、カソード電極
の水平部分に固着するようにしてもよい。さらに、カソ
ード電極に固着するのに代えて、回転端子板に固着する
ようにしてもよい。また、回転端子板は、完全にはめっ
き液中に浸漬されないものとして説明したが、これを完
全にめっき液中に浸漬するようにしてもよい。
While the preferred embodiment has been described above,
The present invention is not limited to these embodiments, and appropriate changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the embodiment, the shield plate is fixed near the contact point of the cathode electrode, but may be fixed to the horizontal portion of the cathode electrode. Further, instead of being fixed to the cathode electrode, it may be fixed to a rotating terminal plate. Further, although the description has been made on the assumption that the rotary terminal plate is not completely immersed in the plating solution, it may be completely immersed in the plating solution.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるめっ
き装置は、ウエハ上のカソード電極との接触点付近を遮
蔽するシールド板をカソード電極または回転端子板側に
固着するようにしたものであるので、ウエハが回転する
めっき装置においても、ウエハのカソード電極との接触
点付近のみを集中的に遮蔽することが可能になり、接触
点近傍の膜厚が過大となることを防止することが可能と
なる。同時に、遮蔽の不必要な部分を遮蔽してしまうこ
とによりめっき膜厚が不足する領域が現れることを防止
することが可能となり、めっき膜厚の面内均一性を向上
させることが可能になる。
As described above, in the plating apparatus according to the present invention, the shield plate for shielding the vicinity of the contact point with the cathode electrode on the wafer is fixed to the cathode electrode or the rotating terminal plate. Therefore, even in a plating apparatus in which the wafer rotates, only the vicinity of the contact point with the cathode electrode of the wafer can be intensively shielded, and the film thickness near the contact point can be prevented from becoming excessive. Becomes At the same time, it is possible to prevent a region where the plating film thickness is insufficient due to shielding unnecessary portions from being shielded, thereby improving the in-plane uniformity of the plating film thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すカソード電極付近
の下面図と断面図。
FIG. 1 is a bottom view and a cross-sectional view near a cathode electrode showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示すカソード電極付近
の下面図と断面図。
FIGS. 2A and 2B are a bottom view and a sectional view near a cathode electrode showing a second embodiment of the present invention. FIGS.

【図3】本発明の第3の実施例を示すカソード電極付近
の下面図。
FIG. 3 is a bottom view showing the vicinity of a cathode electrode according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例を示すカソード電極付近
の下面図と断面図。
FIG. 4 is a bottom view and a sectional view near a cathode electrode showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】ダマシン構造の配線の形成方法を説明するため
の工程順の断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view in a process order for describing a method of forming a wiring having a damascene structure.

【図6】回転端子板を有する従来のめっき装置の断面
図。
FIG. 6 is a sectional view of a conventional plating apparatus having a rotating terminal plate.

【図7】従来例のカソード電極付近の下面図。FIG. 7 is a bottom view of the vicinity of a conventional cathode electrode.

【図8】ウエハ上の下地金属層に現れる等電位線を示す
図。
FIG. 8 is a view showing equipotential lines appearing in a base metal layer on a wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ 2 下地金属層 3 カソード電極 4 接触点 5、5A シールド板 5a 開口 6 回転端子板 7 めっき槽 8 めっき液導入管 9 排出管 10 アノード電極 11 整流板 101 第1層間絶縁膜 102 第1層配線 103 第1埋め込み絶縁膜 104 第2層間絶縁膜 105 第1下地金属層 106 第1Cuめっき層 107 導電性プラグ 108 第2埋め込み絶縁膜 109 第2下地金属層 110 第2Cuめっき層 111 第2層配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer 2 Base metal layer 3 Cathode electrode 4 Contact point 5, 5A Shield plate 5a Opening 6 Rotating terminal plate 7 Plating tank 8 Plating solution introduction tube 9 Discharge tube 10 Anode electrode 11 Rectifying plate 101 First interlayer insulating film 102 First layer Wiring 103 First embedded insulating film 104 Second interlayer insulating film 105 First underlying metal layer 106 First Cu plating layer 107 Conductive plug 108 Second embedded insulating film 109 Second underlying metal layer 110 Second Cu plating layer 111 Second layer wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C25D 17/12 C25D 17/12 Z 21/10 302 21/10 302 21/12 21/12 A H01L 21/288 H01L 21/288 E ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C25D 17/12 C25D 17/12 Z 21/10 302 21/10 302 21/12 21/12 A H01L 21 / 288 H01L 21/288 E

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 めっき液を収容するめっき槽と、少なく
ともウエハ表面が前記めっき液に接するようにウエハを
保持する、回転可能な回転端子板と、前記回転端子板に
保持され、前記ウエハに接触してこれに対して給電を行
う複数のカソード電極と、前記回転端子板に対向して前
記めっき液中に配置されたアノード電極と、前記ウエハ
と前記カソード電極との接触点およびその周辺部を遮蔽
するように設けられたシールド板と、を有するめっき装
置において、前記シールド板は前記回転端子板または前
記カソード電極に固着されていることを特徴とするめっ
き装置。
1. A plating tank containing a plating solution, a rotatable rotary terminal plate for holding a wafer so that at least the wafer surface is in contact with the plating solution, and a rotatable terminal plate held by the rotary terminal plate and in contact with the wafer. A plurality of cathode electrodes for supplying power thereto, an anode electrode arranged in the plating solution facing the rotating terminal plate, a contact point between the wafer and the cathode electrode and a peripheral portion thereof. A shield plate provided so as to shield, wherein the shield plate is fixed to the rotating terminal plate or the cathode electrode.
【請求項2】 前記カソード電極は、前記回転端子板か
ら垂直に延びる垂直垂下部と、前記垂直垂下部の先端か
ら前記回転端子板に平行にその中心部に向かって延びる
水平延在部と、前記水平延在部の先端から前記回転端子
板に向かって垂直に延びる垂直直立部とを有しており、
前記シールド板は前記カソード電極の前記水平延在部ま
たは前記垂直直立部に固着されていることを特徴とする
請求項1記載のめっき装置。
2. A cathode according to claim 1, wherein said cathode electrode has a vertical hanging portion extending perpendicularly from said rotating terminal plate, a horizontal extending portion extending from a tip of said vertical hanging portion parallel to said rotating terminal plate toward a central portion thereof, A vertical upright portion extending vertically from the tip of the horizontal extending portion toward the rotary terminal plate,
2. The plating apparatus according to claim 1, wherein the shield plate is fixed to the horizontal extending portion or the vertical upright portion of the cathode electrode.
【請求項3】 前記シールド板の外形の一部は、前記カ
ソード電極と前記ウエハとの接触点を中心とする円の円
弧形状をなしていることを特徴とする請求項1または2
記載のめっき装置。
3. A part of the outer shape of the shield plate has a circular arc shape centered on a contact point between the cathode electrode and the wafer.
The plating apparatus described in the above.
【請求項4】 前記シールド板は、前記カソード電極毎
に独立して設けられていることを特徴とする請求項1、
2または3記載のめっき装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the shield plate is provided independently for each of the cathode electrodes.
4. The plating apparatus according to 2 or 3.
【請求項5】 前記シールド板は、全てのカソード電極
に共通の1枚板として設けられていることを特徴とする
請求項1、2または3記載のめっき装置。
5. The plating apparatus according to claim 1, wherein the shield plate is provided as a single plate common to all the cathode electrodes.
【請求項6】 前記シールド板には、カソード電極とウ
エハとの接触点から遠い位置に開口またはスリットが形
成されていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに
記載のめっき装置。
6. The plating apparatus according to claim 1, wherein the shield plate has an opening or a slit formed at a position far from a contact point between the cathode electrode and the wafer.
【請求項7】 前記シールド板には複数の開口が形成さ
れ、カソード電極とウエハとの接触点から離れるほど開
口の密度が高くなるか、若しくは、開口の径が大きくな
っていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載
のめっき装置。
7. A plurality of openings are formed in the shield plate, and the density of the openings increases or the diameter of the openings increases as the distance from the contact point between the cathode electrode and the wafer increases. The plating apparatus according to claim 1.
【請求項8】 前記シールド板には前記カソード電極と
前記ウエハとの接触点を中心とする同心円状に複数のス
リットが形成されており、スリットの幅は、カソード電
極とウエハとの接触点から離れるほど大きくなることを
特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のめっき装置。
8. The shield plate has a plurality of slits formed concentrically around a contact point between the cathode electrode and the wafer, and a width of the slit is determined from a contact point between the cathode electrode and the wafer. The plating apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the distance increases as the distance increases.
【請求項9】 前記シールド板は、少なくともウエハの
周辺部の全てを遮蔽するように設けられていることを特
徴とする請求項1〜8の何れかに記載のめっき装置。
9. The plating apparatus according to claim 1, wherein the shield plate is provided so as to shield at least the entire periphery of the wafer.
【請求項10】 前記シールド板は、着脱自在に前記回
転端子板またはカソード電極に装着されていることを特
徴とする請求項1〜9の何れかに記載のめっき装置。
10. The plating apparatus according to claim 1, wherein the shield plate is detachably attached to the rotary terminal plate or the cathode electrode.
【請求項11】 前記アノード電極と前記カソード電極
との間には、前記ウエハの外周部を遮蔽する、前記めっ
き槽側に固着された固定シールド板が配置されているこ
とを特徴とする請求項1〜10の何れかに記載のめっき
装置。
11. A fixed shield plate fixed to the plating tank side, which shields an outer peripheral portion of the wafer, is arranged between the anode electrode and the cathode electrode. The plating apparatus according to any one of 1 to 10.
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